熱傳播測試 — UNECE R100 / UL 2580 / GB 38031

Propagation是什麼？

熱傳播測試是在模組或電池組內的單一電池中觸發熱失控後，評估事件是否傳播到相鄰電池並超出外殼的測試。

Propagation的目的

目的是驗證電池設計是否可以遏制單節電池故障，並可以在對乘員或周圍環境造成危險之前發出警告。

Propagation適用於哪些產品？

電動車電池模組和電池組
儲能係統
工業電池系統

Propagation應用於哪些行業？

電池電動車汽車能源電子產品

與Propagation相關的標準

歐洲經委會R100電動車和電池安全測試
UL 2580電動車電池的安全性測試
GB 38031
IEC 62619工業應用中鋰電池的安全性測試
聯合國38.3鋰電池運輸安全測試測試
IEC 62133便攜式電池和電池組的安全性測試
IEC 62620工業鋰電池和電池組測試
UL 1642鋰電池的安全性測試
UL 2054家用和商用電池的安全測試
ISO 12405電動車鋰電池組測試條件測試

Propagation的測試條件

觸發: 熱失控是由加熱、過度充電或釘子刺穿在單個電池中引發的
觸發位置: 選擇最壞情況的位置（通常是中心或角單元）
監控: 鄰近電池溫度、外殼表面和排氣點
觀察期: 規範中定義；通常是在活動結束後幾個小時內

Propagation的測試設備

大容積防爆試驗室
多通道（數十通道）溫度記錄
氣體分析及排氣系統
熱感攝影機和多攝影機視頻
滅火系統

Propagation的樣品要求

樣本必須是真實的模組或包
充滿電並連接 BMS 進行測試
必須記錄要觸發的單元的位置及其基本原理
該測試是一次性的且成本高昂

Propagation的測試時程

加上準備、儀器、測試和觀察，通常會規劃一到兩週的時間。

Propagation的測試程序

1模組或包已安裝儀器；放置了數十個熱電偶。
2BMS 已連線並設定資料記錄。
3樣品充滿電並放置在測試室中。
4熱失控在選定的電池中觸發。
5監測鄰近電池溫度、外殼狀況和氣體釋放。
6在觀察期結束時評估殘留物和傳播程度。

Propagation的允收準則

UNECE R100及相關標準中定義了驗收標準：沒有達到危險水平的熱量或氣體進入乘客艙，系統在規定時間內發出警告，並且火焰沒有蔓延到外殼之外。

結果評估

傳播到達的電池數量、外殼表面溫度和 BMS 警告的時間會一起評估。設計中熱障的有效性在此測試中變得顯而易見。

Propagation測試報告

應用標準和法規
觸發方法和單元位置
記錄所有溫度通道
傳播範圍和時間線
BMS警告記錄、影片和照片

認證

EUROLAB 擁有 IAF 和 ILAC 多邊認可安排締約方認證機構獲得的國際認可認證，根據 ISO/IEC 17025 實驗室測試、ISO/IEC 17020 檢查和監督以及 ISO/IEC 17021-1 和 ISO/IEC 17065 系統和產品認證。該鏈條確保所發布的報告和證書在全球範圍內得到接受。

是否可以在認可範圍內提供此測試取決於您的產品和所採用的標準；由於認證是基於方法的，因此範圍在報價階段以書面形式確認。

範圍和授權

Batarya Testleri — 此測試領域涵蓋哪些內容？

以下段落說明 Propagation 測試所屬的領域；此測試本身的條件與允收標準列於上方各節。您產品專屬的範圍將在報價階段以書面確認。

電池測試回答三個各自獨立的問題,每個問題都有其自身的標準體系:電池能否運輸、使用中是否安全、是否達到宣稱的效能?這三個問題經常被混為一談,而混淆會產生商業後果——運輸報告不能用於進入市場,產品安全報告也不能用於出貨。

在運輸方面,UN 38.3 是強制性關卡;沒有該證明的電池不得運送。在安全方面,應用領域決定適用標準:可攜式產品適用IEC 62133-2,工業與儲能應用適用IEC 62619與IEC 63056,電動車適用UNECE R100、UL 2580與ISO 6469。在效能方面,測量容量、內阻、循環壽命、自放電、充電接受度與溫度相關行為。

在此類別中,「層級」的區分至關重要,也是供應鏈中爭議最多的議題。電芯、模組與電池包分別評估;電芯取得的證書並不能證明電池包的符合性。除電芯外,電池包的表現取決於電池管理系統、散熱設計、機械結構、連接配置與絕緣協調。將電芯供應商的報告直接放入電池包檔案中是常見但不充分的做法。

熱失控及其擴散是此領域最關鍵的議題。鋰電芯受損或過熱時可能進入自我維持的化學反應;此時通常已無法從外部帶走熱量。因此現代標準將單一電芯的熱失控視為不可避免的故障情境,並改變提問方式:事件是否會擴散至相鄰電芯、電池包外釋放了什麼、使用者還剩多少時間逃生?

在此領域,電池管理系統並非被視為一塊電子電路板,而是被評估為一項安全功能。須證明過充、過放、過電流與過溫保護確實動作,系統在故障時會進入安全狀態,且其軟體已通過驗證。在工業與車輛應用中,此評估與功能安全框架相連結。

監管方面正迅速加嚴。歐盟《電池法規》(EU) 2023/1542 超越了安全範疇,引入碳足跡聲明、回收含量比例、耐久性與容量聲明、電池護照,以及可攜式電池的可移除性等義務。這使測試範圍擴展至傳統安全測試之外。

此領域的方法群組

電濫用
過充、過放、外部短路、強制放電與不平衡充電。這正是檢驗保護電路是否真正運作之處。
機械性濫用
振動、衝擊、擠壓、穿刺、自由落下與翻覆。監測是否出現內部短路情況。
熱測試
溫度循環、熱衝擊、高溫存放、火焰暴露與熱失控擴散。
環境測試
濕度、低壓、鹽霧,以及必要時的浸沒;這些在車輛與戶外應用中尤為重要。
性能測量
容量、能量與功率、內阻、效率、循環壽命、日曆壽命與溫度相關行為。
BMS驗證
驗證保護門檻、電芯平衡功能、通訊與故障回應。

此領域常見混淆之處

UN 38.3 並非產品安全證書;它僅證明運輸符合性。
電芯證書並不能證明電池包的符合性。電池包須以自身架構另行評估。
以相同電芯組成的兩個電池包會產生不同結果;散熱、連接與機械結構是決定性因素。
效能測試並非安全測試。循環壽命報告並不滿足安全要求。
對電動車電池而言,UL 2580 報告與 UNECE R100 認證並非同一回事;前者是標準評估,後者是型式認證制度。
轉為二次應用的車輛電池會進入新的使用型態;先前的評估無法直接沿用。

這些結果支持哪些決策

運輸符合性與出貨測試摘要
產品安全聲明與市場准入
電池法規下的效能、耐久性與碳足跡聲明
評估電芯供應商或 BMS 變更的影響
儲能系統的現場驗收流程

關於Propagation的常見問題

為什麼傳播測試如此昂貴且耗時？

犧牲真實的模組或包作為一次性使用，設置數十個測量通道，並且需要大體積的防爆房間。因此，規劃和成本在報價階段是分開評估的。

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